package com_.dxy_test_.nio_.socket_;

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

/**
 * @ClassName: NioServer
 * @Description: Nio服务端
 * @Author: dangxianyue
 * @Date: 2022/05/15 11:40:54
 * @Version: V1.0
 * <p>
 * BIO：Blocking IO，阻塞IO
 * 从socket连接读取数据（inputStream.read，outputStream.write）都是阻塞的
 * 在单线程情况下，一个socket连接没处理完，会阻塞下一个socket连接，
 * 而影响业务处理速度的关键一般在于IO性能，此时CPU就会闲置，利用率得不到提升，浪费资源
 * 为了提升CPU效率，有效利用CPU，会使用多线程的方式！！！
 * 一般会使用新建子线程或线程池的方式处理，也就是说：一个socket分配给一个子线程来处理！
 * 在Linux系统中，线程就是一个子进程，线程的创建和上下文都很消耗系统资源，这注定了并发量有限
 * 使用线程池时，若socket是长连接，连接不释放时会长时间持有线程，别的请求就无法处理！！！
 * 所以BIO只适合并发请求量不高的场景下
 * <p>
 * NIO：New IO，非阻塞IO
 * Channel，通道，类似于流，但Stream是单向的，Channel是双向的，SocketChannel对应BIO中的Socket，一个Channel相当于一个Socket连接（TCP）
 * Buffer，缓冲区，数据读写都是基于缓冲区
 * Selector，选择器，就是Channel的集合，实现了Selectable接口的Channel通道按特定的事件注册到选择器，当这些事件到来时，选择器就会选择出这里就绪的Channel进行处理
 * Nio能处理高并发请求的原理就是，选择器不断循环查询监听的事件，选择出有事件到来的Channel交给一个工作线程处理
 * 各个Channel的事件到来的时间不同，比如通道A的读写事件暂时没到来，那就去处理其他有事件到来的通道，这样就实现了一个线程处理多个通道！！！
 * 就算这时候把任务交给线程池去处理，就是调用业务处理方法，不会有长连接不释放而长时间持有线程的问题出现！！！
 * 所以，NIO一般时候用在百万级高并发请求的场景下
 * <p>
 * 参考：
 * 网络I/o编程模型6 Nio之Selector以及NIO客户服务通讯：https://blog.csdn.net/u011066470/article/details/124779965
 * Java NIO全面详解(看这篇就够了) ：https://www.cnblogs.com/mikechenshare/p/16587635.html
 * Nio事件监听释放CPU代替BIO阻塞的原理解释：https://www.cnblogs.com/sanguoasd/p/15557371.html
 **/
public class NioServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建ServerSocketCHannel->  ServerSocket
        ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        //得到一个selector对象
        Selector selector = Selector.open();
        //绑定一个端口6666，在服务器端监听
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(6666));
        System.out.println("服务器已在6666端口上启动！");
        //设置为非阻塞
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        //把serverSocketChannel注册到selector关心的事件为OP_Accept，即注册连接到来事件
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        //循环等待客户端的连接
        while (true) {
            //这里我们等待设置1秒，如果没有事件发生，则返回
            //selector.select()>0.则就获取到相关的selectionKey集合，也表示已经获取到关注的事件集合
            //System.out.println("selector.select():"+selector.select());
            //此处select是会阻塞的，所以完全不用担心while(true)会造成CPU空转
            if (selector.select(1000) == 0) {
                //System.out.println("服务器等待1秒，无连接");
                continue;
            }
            //2.selector.selectedKeys() 返回关注事件的集合
            Set<SelectionKey> selectionKeys = selector.selectedKeys();
            //3.进行遍历，获取可用
            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectionKeys.iterator();
            while (keyIterator.hasNext()) {
                //获取到selectionKey
                SelectionKey key = keyIterator.next();
                //根据key对应的通道发生相应的事件，做出相应事件处理
                if (key.isAcceptable()) {//Channel连接事件到来
                    //该客户端生成一个socketchannel
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    System.out.println("有新连接到来：" + socketChannel);
                    //将 socketChannel设置为非阻塞
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    //有连接到来就注册一个读事件OP_READ，同时给socketchannel，并关联一个buffer
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ, ByteBuffer.allocate(1024));
                    // 将key对应Channel设置为准备接受其他请求
                    key.interestOps(SelectionKey.OP_ACCEPT);
                }
                if (key.isReadable()) {//Channel都事件到来
                    //通过key，反向获取到对应的channel
                    SocketChannel channel = (SocketChannel) key.channel();
                    //获取到该channel关联的buffer
                    ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
                    //此处模拟最多读取1024字节的数据，真实场景要考虑粘包拆包问题
                    int readBytes = channel.read(buffer);//这里position已经变化
                    if (readBytes > 0) {
                        // =====取出buffer里的数据
                        buffer.flip();//position重置为0，为下面的remaining准备
                        byte[] bytes = new byte[buffer.remaining()]; // 创建字节数组
                        buffer.get(bytes);// 将数据取出放到字节数组里
                        String content = new String(bytes);
                        System.out.println("***收到客户端数据包:" + content);
                        System.out.println("***进行业务处理……");//此处使用线程池可以处理得更快

                        // =====向客户端写响应数据
                        String responseMsg = "业务处理成功！";
                        ByteBuffer writeBuffer = ByteBuffer.allocate(responseMsg.getBytes().length);
                        writeBuffer.put(responseMsg.getBytes());
                        writeBuffer.flip();
                        channel.write(writeBuffer);
                    }

                }
                //手动从集合移动当前selectionKey，防止重复操作
                keyIterator.remove();
            }

        }

    }
}

